The temperature dependence of avalanche multiplication and breakdown voltage in Al0.52In0.48P, lattice-matched to GaAs, has been measured on a series of p+-i-n+ and n+-i-p+ diodes with nominal avalanche region thicknesses ranging from 0.068 to 1.0 μm from 77.8 to 298 K. From this, impact ionization coefficients as a function of temperature have been determined. For a given avalanche region thickness, Al0.52In0.48P exhibits temperature coefficient of breakdown voltage smaller than those of Ga0.52In0.48P and Al0.6Ga0.4As by approximately 1.6× and 2.0×, respectively. Our analysis shows that the alloy disorder potential and alloy composition ratio may be responsible for the large variation in temperature coefficient of breakdown voltages observed in a range of III–V ternary semiconductors.

1.
J. C.
Campbell
,
S.
Demiguel
,
F.
Ma
,
A.
Beck
,
X.
Guo
,
S.
Wang
,
X.
Zheng
,
X.
Li
,
J. D.
Beck
,
M. A.
Kinch
,
A.
Huntington
,
L. A.
Coldren
,
J.
Decobert
, and
N.
Tscherptner
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
10
,
777
(
2004
).
2.
K. F.
Li
,
D. S.
Ong
,
J. P. R.
David
,
G. J.
Rees
,
R. C.
Tozer
,
P. N.
Robson
, and
R.
Grey
,
IEEE Trans. Electron Devices
45
,
2102
(
1998
).
3.
R. B.
Emmons
,
J. Appl. Phys.
38
,
3705
(
1967
).
4.
D. S. G.
Ong
,
J. S.
Ng
,
M. M.
Hayat
,
P.
Sun
, and
J. P. R.
David
,
J. Lightw. Technol.
27
,
3294
(
2009
).
5.
F.
Ma
,
G.
Karve
,
X. G.
Zheng
,
X. G.
Sun
,
A. L.
Holmes
, and
J. C.
Campbell
,
Appl. Phys. Lett.
81
,
1908
(
2002
).
6.
C.
Groves
,
C. N.
Harrison
,
J. P. R.
David
, and
G. J.
Rees
,
J. Appl. Phys.
96
,
5017
(
2004
).
7.
R. B. L.
Ghin
, private communication, 2012.
8.
I.
Vurgaftman
and
J. R.
Meyer
,
J. Appl. Phys.
89
,
5815
(
2001
).
9.
J. S. L.
Ong
,
J. S.
Ng
,
A. B.
Krysa
, and
J. P. R.
David
,
IEEE Electron Device Lett.
32
,
1528
(
2011
).
10.
M. P.
Halsall
,
A. D. F.
Dunbar
, and
U.
Bangert
,
J. Appl. Phys.
85
,
199
(
1999
).
11.
L. J. J.
Tan
,
D. S. G.
Ong
,
J. S.
Ng
,
C. H.
Tan
,
S. K.
Jones
,
Y.
Qian
, and
J. P. R.
David
,
IEEE J. Quantum Electron.
46
,
1153
(
2010
).
12.
S.
Xie
and
C. H.
Tan
,
IEEE. J. Quantum Electron.
47
,
1391
(
2011
).
13.
D. J.
Massey
,
J. P. R.
David
, and
G. J.
Rees
,
IEEE Trans. Electron Devices
53
,
2328
(
2006
).
14.
R. J.
McIntyre
,
IEEE Trans. Electron Devices
ED-13
,
164
(
1966
).
15.
S. A.
Plimmer
,
J. P. R.
David
, and
D. S.
Ong
,
IEEE Trans. Electron Devices
47
,
1080
(
2000
).
16.
K.
Taguchi
,
T.
Torikai
,
Y.
Sugimoto
,
K.
Makita
, and
H.
Ishihara
,
J. Appl. Phys.
59
,
476
(
1986
).
17.
F.
Capasso
,
R. E.
Nahory
, and
M. A.
Pollack
,
IEEE. Electron. Lett.
15
,
117
(
1979
).
18.
C. R.
Crowell
and
S. M.
Sze
,
Appl. Phys. Lett.
9
,
242
(
1966
).
19.
A. R. J.
Marshall
,
P.
Vines
,
P. J.
Ker
,
J. P. R.
David
, and
C. H.
Tan
,
IEEE J. Quantum Electron.
47
,
858
(
2011
).
20.
P. J.
Ker
,
J. P. R.
David
, and
C. H.
Tan
,
Opt. Express
20
,
29568
, (
2012
).
21.
I. C.
Sandall
,
J. S.
Ng
,
S.
Xie
,
P. J.
Ker
, and
C. H.
Tan
,
Opt. Express
21
,
8630
(
2013
).
22.
J.
Bude
and
K.
Hess
,
J. Appl. Phys.
72
,
3554
(
1992
).
23.
G.
Perrais
,
O.
Gravrand
,
J.
Baylet
,
G.
Destefanis
, and
J.
Rothman
,
J. Electron. Mater.
36
,
963
(
2007
).
24.
C.
Groves
,
J. P. R.
David
, and
G. J.
Rees
,
Semicond. Sci. Technol.
18
,
689
(
2003
).
25.
W. P.
Neo
and
H.
Wang
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
3119
(
2004
).
26.
L.
Tirino
,
M.
Webber
,
K. F.
Brennan
,
E.
Bellotti
, and
M.
Goano
,
J. Appl. Phys.
94
,
423
(
2003
).
27.
Y. G.
Xiao
and
M. J.
Deen
,
IEEE Trans. Electron Devices
48
,
661
(
2001
).
28.
M. A.
Littlejohn
,
J. R.
Hauser
,
T. H.
Glisson
,
D. K.
Ferry
, and
J. W.
Harrison
,
Solid State Electron.
21
,
107
(
1978
).
29.
D. K.
Ferry
,
Phys. Rev. B
17
,
912
(
1978
).
30.
J. A.
Van Vechten
and
T. K.
Bergstresser
,
Phys. Rev. B
1
,
3351
(
1970
).
31.
J. C.
Phillips
,
Rev. Mod. Phys.
42
,
317
(
1970
).
32.
J. A.
Van Vechtan
,
Phys. Rev.
182
,
891
(
1969
).
You do not currently have access to this content.